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" Perfectionnements aux mécanismes de transmission de force motrice à vitesse variable ".
L'invention concerne des mécanismes de transmission de force motrice à vitesse variable.
On connaît les mécanismes de transmission de force motrice à vitesse variable utilisant une courroie en V dans lesquels le changement de vitesse se fait en modifiant le diamètre effectif de l'une des poulies, ou des deux poulies, montées sur l'arbre moteur et sur l'arbre entraîné.
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Quand on ne fait usage que d'une seule poulie à diamètre variable, les arbres doivent pouvoir être réglés l'un par rapport à l'autre; ou bien encore, on doit se servir d'une poulie de guidage pour régler la tension de la oourroie. Quand on fait usage de deux poulies à diamètre variable, on se sert d'un mécanisme pour faire varier les diamètres des deux poulies.
Quand on utilise deux poulies à gradins de manière à faire varier la vitesse en faisant passer la courroie d'un gradin à un autre sur chaque poulie, les gradins des deux poulies doivent être réglés l'un sur l'autre pour conserver la tension de la courroie.
On connaît un mécanisme de réduction de la vitesse dans lequel une poulie de diamètre fixe est montée sur un arbre portant un pignon qui engrène une roue dentée portée par 1' arbre entraîné; l'arbre portant le pignon est supporté par un élément qui peut pivoter sur l'axe de l'arbre entraîné et ainsi réaliser automatiquement la tension de la courroie. Cet engrenage n'est pas un mécanisme de changement de vitesse.
L'objet de la présente invention est d'éviter les in- convénients des formes de mécanismes ci-dessus, tout en conservant les avantages du changement de vitesse, de la réduction de vitesse, si o'est nécessaire, et de la tension automatique de la courroie et cela, par le moyen d'un dispositif très condensé et enfermé ou enclos qui peut être facilement appliqué à un arbre existant tel qu'à un arbre destiné à être actionné par un moteur éleotrique.
L'invention comporte la combinaison d'une poulie de changement de vitesse et d'un mécanisme de transmission du type dans lequel un pignon de commande est monté sur un arbre porté par un élément pouvant osciller sur l'arbre entraîné qui, à son tour, porte une roue dentée actionnée par le susdit
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pignon ; la poulie de changement de vitesse est montée sur 1' arbre oscillant de manière que l'on forme un mécanisme de transmission à vitesse variable et un tendeur automatique de la courroie, sous forme de dispositif enclos ou unitaire.
Pour raison de compacité et de facilité de contrôle, la poulie de changement de vitesse est du type à diamètre variable convenant pour une transmission par courroie en V et le mécanisme servant à modifier le diamètre effectifde la poulie est monté sur l'arbre oscillant ou sur son support.
Pour réduire les dimensions du groupe, les deux parties séparables de la poulie sont pourvues de douilles ou moyeux télescopiques qui s'engagent ainsi dans l'arbre oscillant qui est creux. La douille extérieure est calée sur l'arbre creux oscillant. Le mécanisme servant à rapprocher ou à écarter les douilles, ce qui permet de modifier le diamètre ef- fectif de la poulie se trouve à l'intérieur des douilles.
Les douilles sont de préférence coulissables sous l'action d'un ressort et d'un arbre à filets à droite et à gauche pourvu d'éorous pour engagement avec les douilles; l'arbre porte un volant ou un organe analogue à l'aide duquel on peut le faire tourner. Pour raison de compacité, le ressort se trouve de préférence à l'intérieur de la douille extérieure, entre une extrémité de la douille Intérieure et un épaulement tourné vers l'intérieur de l'extrémité voisine de la douille extérieure.
Les écrous et l'arbre fileté sont connectés convenablement avec le support oscillant, de manière que les écrous puissent coulisser mais non pas tourner, tandis que l'arbre fileté peut tourner mais pas coulisser.
Il suffit qu'un seul éorou soit calé sur le support oscillant pour autant qu'il soit assemblé par des rainures avec l'autre écrou; de préférence, les entailles ou rainures
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se dirigent axialement entre les extrémités voisines des éorous, de manière à permettre de diminuer le diamètre de la douille intérieure nécessaire pour les recevoir.
Dans les dessins ci-joints :
La figure 1 est une coupe verticale d'une forme de dis- positif conforme à l'invention;
Les figures 2 et 3 sont des vues de détail d'une moda- lité d'assemblage par rainures des écrous;
La figure 4 est une vue schématique latérale montrant le dispositif appliqué à un arbre actionné par un moteur élec- trique par l'intermédiaire d'une oourroie en V.
La figure 5 est une coupe schématique d'une poulie à plusieurs courroies en V.
Dans l'exemple illustré, un bottier 1 composé de deux moitiés maintenues assemblées par des vis est muni de paliers 2, 2,destinés à recevoir l'arbre creux ou moyeu 3 d'une roue dentée 4; dans le moyeu 3 est ménagée une rainure de cale, de manière que l'on puisse le glisser sur un arbre 5 destiné à être entraîné et à être calé sur cet arbre par une cale 6. Un pignon 7 qui engrène la roue dentée 4 est calé sur un arbre creux 8; il peut toutefois aussi faire partie intégrante de ce dernier, L'arbre 8 tourne dans des paliers 9, 9 maintenus en position par des plaques amovibles 10 et 11 qui sont fixées par des vis ou des boulons sur le boîtier Le bottier 1 1,/avec l'arbre du pignon 8, peut osciller sur l'axe de 1' arbre 5.
Une poulie de diamètre variable composée de deux par- ties 13 et 14 sur laquelle doit passer une courroie en V 12, sert à faire tourner le pignon 7. Les deux parties 13 et 14 portent respectivement des douilles 15 et 16 télescopant 1' une dans l'autre et télescopant également dans l'arbre creux oscillant 8; la buselure extérieure 15 est conneotée à com-
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mande par une cale 17 avec l'arbre 8.
La douille extérieure 15 porte un épaulement tourné vers l'intérieur 19 et un ressort à boudin 20 vient porter sur cet épaulement et sur l'extrémité voisine de la douille intérieure 16.
Un arbre à filets à droite et à gauche 21 porte un volant 22 ou un organe analogue à l'aide duquel on peut lui imprimer un mouvement de rotation pour modifier le diamètre ef- fectif de la poulie 13, 14, Une extrémité est montée à pivotement dans la boite, c'est-à-dire dans la plaque 11; un écrou 23 l'empêche de se déplacer axialement.
Un écrou 24 entre en engagement avec le filet à droite 25 et est assemblé par une cale 26 aveo la plaque 11, de manière à pouvoir se déplacer axialement,. mais pas à tourner.
Un autre écrou 27 est engagé avec le filet à gauche 28. Les deux écrous ont des entailles en engagement réciproque 29 et 30 s'étendant dans le sens de l'axe. De cette façon, l'écrou 27 peut se déplacer axialement mais ne peut pas tourner.
Les écrous 24 et 27 ont des épaulements 31 et 32 res- pectivement, en engagement avec les extrémités voisines des douilles 15 et 16; autour de ces pièces se trouvent de préférence des roulements à billes 40 et 41.
Le boîtier du mécanisme 1 et les douilles contiennent du lubrifiant et sont munies de joints à huile désignés par les références 33, 34, 35, 36 et 37.
La construction qui vient d'être décrite constitue un dispositif enfermé ou unitaire que l'on peut appliquer facilement, comme tel à un arbre entraîné et assemblée à courroie à toute poulie de commande utilisable pour porter une courroie en V, par exemple la poulie en V 38 d'un moteur électrique 39 de la figure 4.
La poulie de commande 38 fait tourner la poulie 13, 14
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par l'intermédiaire de la oourroie 12 et les deux moyeux ou douilles 15, 16 tournent ensemble dans les roulements à billes 40, 41 ( figure 1 ). La douille 15 fait tourner, par 1' intermédiaire de sa cale 17, l'arbre ;8 et ainsi le pignon 7 qui, à son tour, fait tourner la roue 4 et par conséquent 1' arbre 5.
Quand on veut passer à une vitesse plus élevée, on fait tourner le volant 22 dans le sens de la flèche 42, figure 4, de manière que l'arbre fileté 21, figure 1, fasse, par l'intermédiaire des filets 25, 28 écarter plus fortement les écrous 24, 27 et ainsi le ressort 17 sépare les deux parties 13, 14 de la poulie. La courroie 12 ayant une section constante, se déplace vers le centre de la poulie, ce qui réduit le diamètre effectif de cette dernière. Le relâchement de la courroie qui en résulte est directement et automatiquement ratrappé par suite du fait que le bottier ou le support 1 de l'arbre 8 du pignon 7 oscille sur l'arbre 5, tandis que le pignon 7 se déroule sur la roue dentée 4.
Quand on désire diminuer la vitesse, on fait tourner le volant 22 dans le sens de la flèche 43, figure 4, de manière que les écrous 24, 27, figure 1, se déplacent l'un vers l'autre contre l'action antagoniste du ressort 20 et conséquemment rapprochent les deux parties 13, 14 de la poulie l'une de l'autre et augmentent son diamètre effectif. Il est tenu compte de la tension résultante de la courroie 12 par suite du f ait que le bottier ! oscilla dans le sens requis sur l'arbre 5.
Le changement de vitesse peut être réalisé pendant la marche, car il n'est pas nécessaire d'arrêter la commande.
La poulie peut servir pour une commande à plusieurs courroies, par exemple comme représenté schématiquement par la figure 5. Dans cet exemple, les nombreuses parties 14 sont
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toutes assemblées directement avec la douille ou moyeu 16, tandis que les parties 13 sont assemblées par des boulons 44 et que la douille 15 est commune à .toutes.
On peut remplacer le pignon 9 et la roue dentée 4 par tout autre mécanisme d'engrenages approprié. Dans la pratique, il faut souvent réduire la vitesse; mais si une réduction de vitesse exceptionnelle ou même une augmentation de vitesse est nécessaire, on établit les rapports entre les roues den- tées en conséquence.
Dans une de ses formes très simples, le méoanisme com- porte un arbre oscillant et un pignon portés par un support qui peut osciller sur un arbre entraîné sur lequel est mon- tée une roue qui est actionnée par le susdit pignon et une poulie de changement de vitesse montée sur l'arbre oscillant entraîné; la susdite poulie a une série de gradins de diamè- tres différents et l'on fait glisser la oourroie d'un gradin sur un autre, suivant la vitesse que l'on désire. Par suite de la tension automatique de la oourroie donnée par l'arbre oscillant, l'autre poulie sur laquelle passe la courroie ne ment doit pas être nécessaires/du type à gradins.
REVENDICATIONS.
1.) Mécanisme de transmission à vitesse variable de forme compacte ou unitaire et de tension automatique de cour- roie comportant, en combinaison, une poulie de changement de vitesse et un mécanisme de transmission du type dans lequel un pignon de commande est monté sur un arbre oscillant porté par un support qui peut osciller sur l'arbre entraîné portant une roue dentée entraînée par le susdit pignon, tandis que la poulie de changement de vitesse est montée sur l'arbre oscillant.
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"Improvements to the transmission mechanisms of driving force at variable speed".
Variable speed motive power transmission mechanisms are provided.
Variable speed driving force transmission mechanisms are known using a V-belt in which the speed change is effected by modifying the effective diameter of one of the pulleys, or of the two pulleys, mounted on the motor shaft and on the motor shaft. the driven shaft.
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When only one variable diameter pulley is used, the shafts must be able to be adjusted relative to each other; or alternatively, a guide pulley must be used to adjust the tension of the belt. When using two variable diameter pulleys, a mechanism is used to vary the diameters of the two pulleys.
When using two stepped pulleys so as to vary the speed by passing the belt from one step to another on each pulley, the steps of the two pulleys must be adjusted one on the other to maintain the tension of the belt.
A speed reduction mechanism is known in which a pulley of fixed diameter is mounted on a shaft carrying a pinion which meshes with a toothed wheel carried by the driven shaft; the shaft carrying the pinion is supported by an element which can pivot on the axis of the driven shaft and thus automatically tension the belt. This gear is not a gear change mechanism.
The object of the present invention is to avoid the drawbacks of the above forms of mechanisms, while retaining the advantages of speed change, speed reduction, if necessary, and automatic tension. of the belt and this, by means of a very condensed and enclosed device or enclosure which can be easily applied to an existing shaft such as to a shaft intended to be actuated by an electric motor.
The invention comprises the combination of a speed change pulley and a transmission mechanism of the type in which a drive pinion is mounted on a shaft carried by a member capable of oscillating on the driven shaft which in turn , carries a toothed wheel actuated by the aforesaid
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pinion; the speed change pulley is mounted on the oscillating shaft so as to form a variable speed transmission mechanism and an automatic belt tensioner, as an enclosed or unitary device.
For compactness and ease of control, the speed change pulley is of the variable diameter type suitable for V-belt transmission and the mechanism for changing the effective diameter of the pulley is mounted on the oscillating shaft or its support.
To reduce the dimensions of the group, the two separable parts of the pulley are provided with telescopic bushes or hubs which thus engage in the oscillating shaft which is hollow. The outer sleeve is wedged on the oscillating hollow shaft. The mechanism used to bring the bushes together or to spread apart, which allows the effective diameter of the pulley to be changed, is inside the bushes.
The bushings are preferably slidable under the action of a spring and of a threaded shaft on the right and on the left provided with eorous for engagement with the bushes; the shaft carries a flywheel or the like with the help of which it can be turned. For reasons of compactness, the spring is preferably located inside the outer sleeve, between one end of the inner sleeve and a shoulder facing inwardly of the end adjacent to the outer sleeve.
The nuts and the threaded shaft are suitably connected with the swing bracket, so that the nuts can slide but not turn, while the threaded shaft can turn but not slide.
It suffices that a single éorou is wedged on the oscillating support provided that it is assembled by grooves with the other nut; preferably, notches or grooves
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move axially between the neighboring ends of the éorous, so as to reduce the diameter of the inner sleeve necessary to receive them.
In the attached drawings:
Figure 1 is a vertical section of one form of device according to the invention;
FIGS. 2 and 3 are detail views of a method of assembling the nuts by grooves;
Figure 4 is a schematic side view showing the device applied to a shaft driven by an electric motor through a V-belt.
Figure 5 is a schematic sectional view of a pulley with several V-belts.
In the example illustrated, a casing 1 composed of two halves held together by screws is provided with bearings 2, 2, intended to receive the hollow shaft or hub 3 of a toothed wheel 4; in the hub 3 is formed a wedge groove, so that it can be slid on a shaft 5 intended to be driven and to be wedged on this shaft by a wedge 6. A pinion 7 which engages the toothed wheel 4 is wedged on a hollow shaft 8; However, it can also be an integral part of the latter, The shaft 8 rotates in bearings 9, 9 held in position by removable plates 10 and 11 which are fixed by screws or bolts on the housing The casing 1 1, / with the pinion shaft 8, can oscillate on the axis of the shaft 5.
A pulley of variable diameter composed of two parts 13 and 14, over which a V-belt 12 must pass, serves to rotate the pinion 7. The two parts 13 and 14 respectively carry bushes 15 and 16 telescoping one inside. the other and also telescoping in the oscillating hollow shaft 8; the outer nozzle 15 is conneotée com
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controlled by a shim 17 with the shaft 8.
The outer sleeve 15 carries a shoulder facing inwardly 19 and a coil spring 20 bears on this shoulder and on the neighboring end of the inner sleeve 16.
A right-hand and left-hand threaded shaft 21 carries a flywheel 22 or the like by means of which it can be imparted a rotational movement to modify the effective diameter of the pulley 13, 14. One end is mounted at pivoting in the box, that is to say in the plate 11; a nut 23 prevents it from moving axially.
A nut 24 enters into engagement with the right-hand thread 25 and is assembled by a wedge 26 with the plate 11, so as to be able to move axially. but not to turn.
Another nut 27 is engaged with the left-hand thread 28. The two nuts have interengaging notches 29 and 30 extending axially. In this way, the nut 27 can move axially but cannot rotate.
Nuts 24 and 27 have shoulders 31 and 32, respectively, in engagement with adjacent ends of sockets 15 and 16; around these parts are preferably ball bearings 40 and 41.
The housing of mechanism 1 and the bushes contain lubricant and are provided with oil seals designated by the references 33, 34, 35, 36 and 37.
The construction which has just been described constitutes an enclosed or unitary device which can be easily applied, as such, to a driven shaft and belted to any control pulley usable to carry a V-belt, for example the pulley in. V 38 of an electric motor 39 of figure 4.
The control pulley 38 rotates the pulley 13, 14
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by means of the belt 12 and the two hubs or bushings 15, 16 rotate together in the ball bearings 40, 41 (Figure 1). The sleeve 15 rotates, through its wedge 17, the shaft 8 and thus the pinion 7 which in turn turns the wheel 4 and hence the shaft 5.
When you want to change to a higher speed, you turn the flywheel 22 in the direction of arrow 42, figure 4, so that the threaded shaft 21, figure 1, makes, through the threads 25, 28 move aside the nuts 24, 27 more strongly and thus the spring 17 separates the two parts 13, 14 of the pulley. The belt 12, having a constant section, moves towards the center of the pulley, which reduces the effective diameter of the latter. The resulting belt slack is directly and automatically recaptured due to the fact that the housing or the support 1 of the shaft 8 of the pinion 7 oscillates on the shaft 5, while the pinion 7 unwinds on the toothed wheel 4.
When it is desired to decrease the speed, the flywheel 22 is rotated in the direction of arrow 43, figure 4, so that the nuts 24, 27, figure 1, move towards each other against the opposing action of the spring 20 and consequently bring the two parts 13, 14 of the pulley closer to one another and increase its effective diameter. Account is taken of the resulting tension of the belt 12 as a result of the failure of the shoemaker! oscillated in the required direction on the shaft 5.
The gear change can be done while driving, as it is not necessary to stop the control.
The pulley can be used for a drive with several belts, for example as shown schematically in figure 5. In this example, the many parts 14 are
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all assembled directly with the bush or hub 16, while the parts 13 are assembled by bolts 44 and the bush 15 is common to .toutes.
The pinion 9 and the toothed wheel 4 can be replaced by any other suitable gear mechanism. In practice, it is often necessary to reduce the speed; but if an exceptional speed reduction or even an increase in speed is required, the gear ratios between the sprockets are made accordingly.
In one of its very simple forms, the mechanism comprises an oscillating shaft and a pinion carried by a support which can oscillate on a driven shaft on which is mounted a wheel which is actuated by the aforesaid pinion and a shift pulley. speed mounted on the driven oscillating shaft; the aforesaid pulley has a series of steps of different diameters and the belt is slid from one step to another, at the desired speed. Due to the automatic belt tension given by the oscillating shaft, the other pulley over which the belt runs should not be necessary / of the stepped type.
CLAIMS.
1.) Variable speed transmission mechanism of compact or unitary form and automatic belt tensioning comprising, in combination, a speed change pulley and a transmission mechanism of the type in which a drive pinion is mounted on a oscillating shaft carried by a support which can oscillate on the driven shaft carrying a toothed wheel driven by the aforesaid pinion, while the speed change pulley is mounted on the oscillating shaft.
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